EER系列鐵芯熱處理工藝優(yōu)化,大學(xué)論文

EER系列鐵芯熱處理工藝優(yōu)化,大學(xué)論文摘要本課題將Fe50Ni磁粉末和絕緣介質(zhì)混合制成絕緣包覆磁粉，用模壓法制備磁粉芯，并通過熱處理消除其殘存內(nèi)應(yīng)力。使用BT1000測(cè)試絕緣包覆磁粉的松裝密度和振實(shí)密度，采用B-H測(cè)試儀和LCR測(cè)試儀測(cè)試磁粉芯的磁導(dǎo)率、損耗、電流疊加特性、阻抗。研究發(fā)現(xiàn)，熱處理有利于釋放殘存余留內(nèi)應(yīng)力，熱處理溫度為570℃保溫6h時(shí)磁粉芯有最大磁導(dǎo)率：72.38H/m、電感—直流疊加性能和感應(yīng)系數(shù)—直流疊加性能最佳，熱處理溫度為570℃保溫6.5h時(shí)磁粉芯有最小損耗7.44w/kg和51.64w/m3，熱處理溫度為555℃保溫5h時(shí)磁粉芯有最小阻抗：0.79Ω。通過實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)熱處理爐內(nèi)溫度分布不均勻，需強(qiáng)迫對(duì)流保證爐內(nèi)溫度均勻。本文關(guān)鍵詞語：Fe-50Ni，熱處理，磁導(dǎo)，率損耗，電流疊加，性能。AbstractFe50Nimagneticpowderandinsulatedmaterialaremadeintoinsulatedandcoatedpowderbymixinginthistask,thetaskproductscoresbymoldingandteststheapparentdensityandtapdensitybytheBT-1000,itteststhepermeability,loss,superpositioncharacteristicandtheimpedanceofinsulatedandcoatedpowderbytheB-HmonitorsandtheLCRmonitors.Thestudyfoundthatheattreatmentisgoodforthereleaseofresidualstress.Whentheheattreatmenttemperatureof570℃andthetimeof6h,themagneticcoreshavethemaximalpermeability:72.38H/m,thebestDCinductance-superpositioncharacteristicsandthebestinductance-DCsuperpositioncharacteristics.Whentheheattreatmenttemperatureof570℃andthetimeof6.5h,themagneticcoreshavetheminimalloss:7.44w/kgand51.64w/m3.Whentheheattreatmenttemperatureof555℃andthetimeof5.5h,themagneticcoreshaveminimalloss:0.79.Actualmeasurementsshowthatthedistributionoftemperatureinfurnaceforheattreatmentisnotuniform,therefore,forcedconvectionisnecessarytoensureuniformtemperatureinthefurnace.Keywords:Fe50Ni;heattreatment;permeability;loss;DCsuperpositioncharacteristic。1、緒論1.1、軟磁材料概述。軟磁材料指低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性材料。軟磁材料易于磁化，也易于退磁。軟磁材料具有四“高〞四“低〞的幾個(gè)基本特點(diǎn)：四“高〞是指高的磁導(dǎo)率，高飽和磁通密度，高電阻率，高頻率穩(wěn)定性；四“低〞是指低矯頑力，低損耗，低磁滯伸縮率，低磁晶各向異性[1]。當(dāng)前由各種軟磁材料加工制作的電子元件已經(jīng)被廣泛使用在電工設(shè)備和電子設(shè)備中，這類電子元件正逐步向高頻化、小型化、薄膜化等方向發(fā)展。軟磁材料在十九世紀(jì)末在工業(yè)中就得到廣泛應(yīng)用，此時(shí)低碳鋼開場(chǎng)應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)和變壓器。二十世紀(jì)初，硅鋼片由于能提高變壓器的效率并具有更低的損耗被用來代替低碳鋼，而且由于技術(shù)的發(fā)展，高磁導(dǎo)率的鐵鎳系軟磁材料得到發(fā)展。二十世紀(jì)三、四十年代，多元坡莫合金、鐵硅鋁粉末高磁導(dǎo)率合金、單曲向硅鋼相繼問世。二十世紀(jì)六十年代，高矩形回線合金、高磁導(dǎo)率合金、磁性薄膜、軟磁鐵氧體、雙取向硅鋼、高磁感應(yīng)強(qiáng)度增量和扁斜回線合金得到開發(fā)。進(jìn)入二十世紀(jì)七十年代后，軟磁材料向高效率、高穩(wěn)定性、高可靠性、低成本方向發(fā)展，非晶軟磁材料開場(chǎng)出現(xiàn)。1.2、磁粉芯概述。磁粉芯是由具有鐵磁性的粉體顆粒與絕緣添加物混合壓制而成的一種軟磁材料[1]。由于在鐵磁性粉末顆粒的外表包覆著一層絕緣介質(zhì)膜，磁粉芯的電阻率高，因此渦流損耗很低[9]。磁粉芯具有如下特點(diǎn)[2]：〔1〕具有高的飽和磁通密度〔磁感應(yīng)強(qiáng)度〕，磁粉芯的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度通常在0.75～1.6T?！?〕磁性能穩(wěn)定性好。磁粉芯具有良好的頻率、溫度和時(shí)間穩(wěn)定性。由于顆粒尺寸比擬小，基本上不會(huì)發(fā)生集膚效應(yīng)，磁導(dǎo)率隨頻率變化比擬穩(wěn)定。〔3〕具有較高的起始磁導(dǎo)率。華而不實(shí)鐵鎳鉬類磁粉芯初始磁導(dǎo)率(μi)可高達(dá)550H/m左右?！?〕磁粉芯具有獨(dú)特的構(gòu)造，磁力線被封閉在材料內(nèi)部，無電磁信號(hào)露，具有很好的電磁兼容特性。〔5〕磁粉芯可被制成各種形狀的器件?！居捎诒酒恼聻楸究普撐模缧枞恼?qǐng)點(diǎn)擊底部下載全文鏈接】1.3、磁粉芯的分類1.3.1、純鐵軟磁粉芯1.3.2、坡莫合金磁粉芯1.3.3、鐵鎳合金磁粉芯1.3.4、鐵硅及鐵硅率合金磁粉芯1.3.5、羧基鐵粉芯1.3.6、非晶及納米晶軟磁粉芯1.4、課題研究背景和意義2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2.1、實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備選擇2.1.1、實(shí)驗(yàn)材料選擇2.1.2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇2.2、實(shí)驗(yàn)工藝流程2.2.1、實(shí)驗(yàn)工藝流程圖2.2.2、磁粉芯造粒2.2.3、磁粉芯壓制2.2.4、磁粉芯熱處理.2.2.5、磁粉芯修研2.3、磁粉密度測(cè)試2.4、磁粉芯磁性能測(cè)試2.4.1、磁粉芯磁導(dǎo)率測(cè)試2.4.2、磁粉芯損耗測(cè)試2.4.3、磁粉芯的直流疊加性能測(cè)試2.4.4、磁粉芯阻抗測(cè)試3、結(jié)果和討論3.1、熱處理對(duì)磁導(dǎo)率ta的影響3.1.1、熱處理溫度對(duì)磁導(dǎo)率m的影響3.1.2、熱處理保溫時(shí)間對(duì)磁導(dǎo)率μ的影響3.2、熱處理對(duì)損耗的影響3.2.1、熱處理溫度對(duì)損耗的影響3.2.2、熱處理保溫時(shí)間對(duì)損耗的影響3.3、熱處理對(duì)直流疊加特性的影響3.4、熱處理對(duì)阻抗的影響3.4.1、熱處理溫度對(duì)磁粉芯阻抗的影響3.4.2、熱處理保溫時(shí)間對(duì)磁粉芯阻抗的影響結(jié)論本課題主要研究了EER系列鐵芯熱處理工藝優(yōu)化，獲得了下面結(jié)論：〔1〕通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，磁導(dǎo)率隨溫度和保溫時(shí)間增加而增大，當(dāng)熱處理溫度為570℃，保溫時(shí)間為6h，磁粉芯有最大磁導(dǎo)率：72.38H/m?！?〕通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，磁粉芯損耗隨溫度和保溫時(shí)間增加而減小，熱處理溫度為570℃，保溫時(shí)間為6.5h，磁粉芯有最小Pcm：7.44W/kg和Pcv：51.65W/m3。(3)通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，磁粉芯電感直流疊加性能和感應(yīng)系數(shù)直流疊加性能隨溫度升高而變好，熱處理溫度為570℃，保溫時(shí)間為6.5h，磁粉芯具有最好的電感直流疊加性能和感應(yīng)系數(shù)直流疊加性能?！?〕過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，磁粉芯阻抗隨溫度和保溫時(shí)間增加而增大，熱處理溫度為555℃，保溫時(shí)間為5h，磁粉芯有最小阻抗：0.79Ω。以下為參考文獻(xiàn)[1]李江峰基于FeSiA1合金高性能軟磁磁粉芯[P]南京南京大學(xué)2020[2]劉建廷.國內(nèi)金屬磁粉芯的開發(fā)與特性[J]磁性材料及器件,2020,63(3):68-71[3]王紅忠特種磁粉芯的制備及性能研究D]湖南:中南大學(xué),2007[4]謝旭霞,呂建偉,金兆偉.金屬軟磁粉芯的研究進(jìn)展[]熱噴涂技術(shù),2020,0(4):71-76[5]黃培云粉末冶金原理第2版[M].北京冶金工業(yè)出版社,1997.270-303[6]高麗芬,李巍，馮濤.軟磁材料概要及其應(yīng)用[J]中國科技博覽，2021,0(4):231-231[7]徐小軍,王鮮,魏鼎.鐵硅合金粉末的改性硅溶膠外表包覆及其磁粉芯性能[J].磁性材料及器件,2020,45(6)33-36[8]魏鼎，劉善宜,祝家貴.鐵硅鋁粉末制備及配比對(duì)磁粉芯性能的影響[].磁性材料及器件,2020,45(3):29-31[9]姜坤良,劉先松，安健隆.鐵硅合金及鐵基磁粉心的磁性能及應(yīng)用[J].磁性材料及器件,2018,42(6):11-15[10]曹靜,王永鋒.退火方式對(duì)1J79軟磁合金磁性能的影響[].熱加工工藝，2008,37(20):82-84.[11]黃伯云當(dāng)代粉末冶金材料和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)在狀況(一)[]上海金屬，2007,29(3)1-7[12]金丹,孫可為姚燕燕鐵硅